电气绝缘故障诊断技术

电气绝缘故障诊断技术

第一章绪论

一

故障诊断技术的产生及其作用

二故障诊断技术在国内外的发展

三

故障诊断技术的构成与发展趋势

四

电气设备故障诊断技术

一、故障诊断技术的产生及其作用电力设备：导电材料（铜，铝），导磁材料（硅钢片），结构材料（铸铁，钢板），绝缘材料（固体，液体，气体）绝缘决定电力设备的寿命。电力设备运行中60%-80%的事故是由绝缘故障导致的。一、电力设备绝缘老化及其特征量

绝缘系统中的绝缘缺陷：1集中性缺陷：指缺陷集中于绝缘的某一个或某几个部分（局部受潮，局部机械损伤，绝缘内部气泡，瓷介质裂纹）。---发展速度快，危险大。2分布性缺陷：指由于受潮，过热，动力负荷及长时间过电压作用导致的电气设备整体绝缘性能下降（绝缘整体受潮，充油设备的油变质）---发展速度慢，危险小一、电力设备绝缘老化及其特征绝缘设备的老化：1电老化：外施电压放电量老化

寿命2热老化：热作用热降解热老化

寿命3机械老化：机械应力微裂缝局部放电绝缘破裂寿命4环境老化：水分，阳光辐射，化学尘埃沉积污秽物污秽放电老化一、电力设备绝缘老化及其特征绝缘特征量：表征不同绝缘系统劣化程度1直接表征绝缘剩余寿命特征量（如耐电强度，机械强度）通过破坏性试验方法得到。2间接表征绝缘剩余寿命特征量（绝缘电阻，介质损耗角正切，泄漏电流等）通过非破坏性试验方法得到。一、电力设备绝缘预防性试验电力设备制造过程中的检测试验主要有：型式试验，例行试验，出厂试验。运行前和运行中的检测试验主要有：交接试验，预防性试验，在线监测。预防性试验分为：非破坏性试验（目的判断绝缘状态，及时发现可能的劣化现象）破坏性试验（目的发现集中性缺陷）一、电力设备绝缘预防性试验目前电力设备预防性试验主要有：绝缘电阻测量，直流泄漏电流测量，介质损耗角正切，绝缘油试验，微量水分测定，油中溶解气体色谱分析，局部放电试验，直流耐压试验，交流耐压试验。一、故障诊断技术的产生及其作用

概念：故障诊断是根据设备运行状态信息查找故障源，并确定相应决策的一门综合性新兴科学。

在设备带电、不停机的情况下，通过使用先进的技术手段，对设备状态进行监测和分析，判断设备是否存在异常、故障、故障的部位、原因以及故障的恶化趋势等，以确定合理的检修时间和方案。一、故障诊断技术的产生及其作用通过对电气设备的试验和各种特性的测量，识别、评估设备在运行过程中的状态，早期发现的故障。狭义而言，“监测”是“诊”，“诊断”是“断”。一故障诊断技术的产生及其作用

故障诊断被动诊断被动诊断主动诊断故障已发生，机组停运，要求诊断故障原因，以便制定处理方案如：1.发电机定子接地保护动作：2.发电机PT3U0动作（见分析）

运行中故障发生了，是否停运急需诊断出结果如：CT断线运行的设备有无故障现场综合处理问题的能力故障现象相关一次设备检查高压试验机械特性试验二次回路及二次装置检查传动试验定值检测录波分析综合分析电气设备故障的主要原因1.制造工艺存在原始缺陷2.恶劣的环境和苛刻的运行条件3.材料的劣化（主要绝缘材料）4.缺乏良好的管理及维护

一、故障诊断技术的产生及其作用(一）故障诊断技术的产生和发展背景

20世纪60年代起源于美国。对军事、航天设备进行早期异常检测。经历过重大事故之后，人们认识到：现代化设备的故障先兆必须早期预报，以防患于未然，否则产生严重后果。

设备的重要性、现代化、安全性、可靠性以及维修的迫切需要，使故障诊断技术应运而生。维修的目的人总免不了要生病，电气设备也和人一样总要发生故障，现在还没有永远不出故障的设备。人生了病有时还可以凭借本身的抵抗力自愈，而各种电气设备有了故障却没有自行修复的能力，只有依靠维修人员来修理。维修人员若没有过硬的检修技术，往往无法迅速使设备正常运行，从而严重影响生产。生产过程中，维修工作是保证设备正常运行，减少停工损失的重要环节，绝不能忽视。一、故障诊断技术的产生及其作用(二）设备维修方式的变革

随着科学技术的不断发展，生产设备的维修体制经历了三次方式：

1.事后维修：等到设备无法正常工作时再进行维修。

2.预防维修：预先制定计划，定期进行检修和更换。

3.状态维修：根据设备状态来确定维修工作的内容和时间、制定维修方案。事后维修的优缺点优点：不需要安排计划。对一些设备，更换比修理更便宜。缺点：意外停机引起生产损失。可能引起设备的二次损坏，甚至灾难性事故。库存备品备件投资多。预防维修优缺点优点：机器寿命较长。减少意外停机。备件库存较少。缺点：到期必修,缺乏对设备的综合分析,存在着检修过量,检修不足；人力和物力的浪费,降低了供电可靠性;过剩维修也会引起人为维修故障。状态维修优缺点优点：减少非计划停机损失，维修时间间隔可以缩短或延长，维修费用大为减少，备件库存最小。缺点：诊断的正确与准确性需要保障。先进的维修理念1、采用现代故障诊断和状态监测技术，发展以状态监测为基础的预知维修体制。2、企业应当积极采用先进的设备管理方法和维修技术，采用以设备状态监测为基础的设备维修方法，不断提高设备管理和维修技术的现代化水平。

状态询检修是我监国即忘将面五临的秆先进阶设备越管理五体制开展状层态检修芦的研究猫一般从两个陕方面进行一类是慎对设备虎进行不凯间断实嘉时动态横的在线监年测,用在巧线的破数据恐来判别设备状蚁态。另一类咬是以离震线检测彩为主,通过仅各种离线数吃据分析对设稠备状慌态进净行综合诊煎断。实现状莲态检修牢的前提：必须进颠行可靠的牙状态监粱测与准确的娱故障诊济断以及有效递的故逮障预盾报。电气译设备坊状态合监测霞与故矿障诊门断的堵意义1.识别殃有无长故障积；发现故言障及时笛报警；2.判断故偶障性质厘、程度榴和部位各；作出雕故障趋透势分析育，就是招在设备践运行中负或在基削本不拆诸卸的情脑况下，禁通过各杏种手段另，掌握蛇设备运逮行状态顿，判定馋产生故务障的部胃位和原图因，并板预测、刚预报设娃备未来仰的状态走。为设窑备检修伯项目、储内容、份时间等拳提供依饲据。3.分析故掏障原因裕，给出薯消除咏故障涝的措吸施。修防止溜发生蹦同类但故障划。状态监术测和故户障诊断玩的对象由于扯故障圣发展裁速度尘的差淋别,形成了瞬变己故障贯和缓吼变故拌障两个置类型耍。瞬变故伐障例如相蚁间短路象等,发展很镰快。继位电保护箭装置必竖须在10献ms～20冒ms内处利理这辆类故行障,以避帽免损愁失扩袍大。缓变液故障是从出需现故障愉征兆发恰展到故掌障灾害进程较截慢的一身类故真障现滤象,例如绝粗缘故障抛、机械寻系统故修障等。当出侄现故谷障征卧兆时,需要对赶故障进犬行定位,或对姜故障员的程买度和蓝发展瞎进行巾监测,采取措文施,防止故绢障状态巩的进一秘步发展夕和造成显重大损舞失。因此,缓变扣故障勿是状贤态监沟测和胸故障处诊断掉的对虎象。一、故障诊挎断技术泊的产生购及其作耕用(三）对设备袄服役寿么命的影冶响设备故巧障率—使用俱寿命材曲线妨分为尾三个如阶段书。1.初期阶佳段：故欢障率较融高。原因项：①棒设备宁运行腾、制受造、严安装你和调懂试学中死的遗技留问株题暴猾露；②相央关人缩慧员对霞设备环的操室作和永维护极还需垒要有崇一个形适应持和熟还悉的叙过程爆。严重虎的突矛发性畅绝缘再故障除可能帽导致律：初期阶段安定阶段初期阶段恶化阶段注意阶段危险阶段破坏点危险水平注意水平实施修复故障率使用寿命设备混故障剑率－耕－使举用寿柜命2.稳定期躬：故障搞率很低霜。一般仆为突发欺性故障爹。原因：虚设备制诞造、安伏装和调如试中的渐遗留问虏题没有还得到解骑决。3.劣化醉期：目故障填率开母始上磁升。原因然：丸设备咱逐渐疮老化通过死故障办诊断壤，可什根据逐设备代状态毅做出骄相应犁的维危修方启案和膛采取僵相应贫的措童施，券以排胆除故玻障和慢隐患眨，使骄设备歇恢复斧原有奴性能杨，重汁新进棍入低过故障耽率的饮稳定楚期，王这样御就延豆长了倍设备醋的使估用寿嚼命。求（虚颗线）一、故障倒诊断陪技术篮的产释生及秃其作吴用绝缘事农故比例椒高大型闸电气灶设备舰的重厦要性定期学预防四性维往修体烈制的姐不足状态挥监测蓬的科灵学性一、故障诊京断技术轰的产生抹及其作筋用（一）篇国外发蛇展概况196算7年4月，细美国座宇航森局（NA蠢SA）创导逢，在海斩军研究吗室主持词下，成催立了美拳国机械贞故障预狸防小组企。欧洲怒：英国颠、瑞典事等相继众开展此赛项研究隶。亚洲梨：日本简等在钢砍铁、化颈工、电窜力、交劣通等部伪门积极肉开展此泊项工作答。二、故障槐诊断挂技术滩在国感内外冬的发浩展简取况大型畜化自动化连续粘化高速烦化故障诊染断技术皆发展促进（二）国内扑发展前概况始于20世纪70年代末原，80年代棍初。诞国内别一些缩慧重点贯大学典（西佩交、拨东电尝等）浓相继汇成立候了故健障诊撕断研绒究室鼻。目军前，厘国内味大部右分20蒙0M斧W以上机行组装有泊状态监押测系统皱。故障华诊断列技术今成为封生产辉领域贪的研滑究热症点应用辞领域帜广泛词：航蛙天、愁军事丈、电狂力、卵化工孙、交修通、沙机械班制造贤等。电力赏诊断送对象沟：火寨力水月力发珠电机颂组、膛电力轿（in借det浆ail）圾变压器种、电动寻机等。一、故障槐诊断佣技术毒的产吃生及肠其作谊用（一帐）构成:独立锡的跨闪学科被综合浑信息遵处理德技术由以区下三难部分等组成宜：1.故障辛诊断存机理台的研衰究：即故沈障诊断习物理、遮化学过共程的研锁究。例课：氧化燃、疲劳师等原因从研究。2.故障诊概断信息码学的研群究：故上障信政号的踩采集垄、选摄择、甘处理燃和分已析过坡程。烛例：孟传感麦器采腹集设述备运饿行中吃的的轿信号嫂（振砖动、梳转速倾），坏时、详频域稀分析鞠，识士别评炎价设欢备的研状态峰和故航障。三、故障候诊断筑技术使构成絮与发蹈展趋接势3.诊断逻尾辑和数谊学原理志的研究通过逻吧辑方法坑、模型超方法、志推论方昼法及人肯工智能惧方法等极，根据土可观测松的设备眯故障表狼征来确蛋定下一土步的检子测部位光，最终土分析判誉断故障在发生的悬部位和逢产生故闪障的原瓣因等。三、故障爬诊断润技术极构成切与发顶展趋秤势诊断过届程采用内四项技阵术：1.检测窜技术咏：准瞧确采赏集反畜映设集备状法态的姓信号聪和参激数。2.信号处馆理技术幻玉：将信勿号经过炒各种变飘换，把革放映设申备状态桃的真正叨信息提脊取出来饱。3.识别技逆术：根绪据掌握纲的故障雷征兆信盖息和参尸数，判贯断故障默并找出壤原因。4.预测怒技术扛：对拾已识劝别出嚼来的司故障腥进行抄预测催，预插测故蚊障的赤发展罩趋势酿和设线备的纺剩余傲寿命汪。三、故障喷诊断龄技术进构成游与发爽展趋来势故障诊光断与状量态监测衡的关系状态助监测振（Co屑nd弄it损io棵n把mo习ni盈to括ri俱ng）：乌监测喘和分粗析设吩备的惯系统厕工作胀状态遣信息颤。实络时掌坝控设赤备基偿本工带作状仿态。通过监包测结果李与设定伶阈值之菠间的对秧比，仅塑对设备职运行状秀态作出轿正常、窗异常或馒故障的斑判断，菠而对故荷障性质盐、严重喷程度等盏不予或萄无法进乘行更加桥深入的构诊断。状态后监测+故障诊什断设备押诊断三、故障扔诊断卡技术滋构成吊与发叮展趋左势故障杯诊断额技术征的发梯展趋煮势信息采迷集：尽璃可能多浑的采集红反映设胁备故障悲状态的量信息量腔。真实悔、足够意、准确维。诊断术方法闸：根络据数宿量较躺为有遇限的塔状态糟信息誉，采赞用先眠进的按诊断踏方法午、技缸术，博准确玻判断极和区耽分故姐障。同一栗故障冻在表叫现形哭式常倒常呈节现多袄样性馅，不稻同故敞障的香表现谜形式创却具靠有相腊似性修、模题糊性港。三、故障诊他断技术沃构成与是发展趋孕势它的发著展越来疫越呈现乡丰出一种头与当代境前沿科愤学相融而合的发孙展趋势谋。1）与袭人工猛神经刘网络甚、专述家系遭统和写遗传教算法赵为代雷表的重人工缺智能屠技术妖的结腿合2）与址小波娃分析协、模蚊糊数陈学相沿结合3）与助信息哀融合荣技术析相结珍合三、故障诊浊断技术仔构成与腿发展趋滑势（一将）电气设返备主要丈指电羊力系吸统中璃承担旅发、焰输、竖变、惑配的条高压中设备涝。例调：高掏压套屑管、姨避雷荒器、衡电动网机等爷。（二卫）故障诊艇断系统维与断电港保护的宜区别电气顺设备圆的状锣态可恭分为娱：1.正常恳（Nor伍mal）：设脏备具排备其峡应有湾的功柿能，饼没有黑缺陷笨或缺解陷不卡明显搜，缺塑陷严搂重程训度仍属于发容限范互围内。四、电气惰设备彩故障拔诊断2.异常(ab殃nor索mal借)：缺陷雾有了进片一步的易发展，均设备状故态发生关变化，求性能恶搂化，但拳能维持祝工作。3.故障(f果au亚lt主)：缺矛陷发波展到美使设临备性镇能和室功能硬都有屿所丧羽失的您程度洋。4.事故(b现re群ak崖do集wn须